[이투데이-일본 산교타임즈 특약] 13-① 잠자는 해양에너지를 깨워라

(3월12일자 환경에너지산업정보)

지구의 3분의 2를 차지하는 바다. 그 장대한 바다를 이용하는 재생가능에너지가 ‘해양에너지’다. 최근 서구를 중심으로 막대한 해양에너지를 실용화하는데 적극적인 움직임이 나타나고 있어 주목된다.

해양에너지는 해양 풍력을 비롯해 조류·해류·파력·해양 온도차 등을 이용한 재생가능에너지의 일종이다. 화력발전처럼 화석연료를 사용하지 않기 때문에 이산화탄소가 발생하지 않고 적재적소에 설치하면 높은 발전량이 기대된다. 다만 설비비가 비싸다는 점과 케이블을 부설하는데 기술적인 제약과 비용이 따르는 등 과제도 있어 육상풍력발전과 태양광발전에 비해 도입이 더딘 편이다.

해양에너지를 종류별로 살펴보도록 하자. 우선 해양풍력발전은 해상에 설치하는 풍력발전이다. 주로 해저에 토대를 쌓는 ‘착상식’과 해상에 부유시키는 ‘부체식’이 있다. 부체식의 경우 착상식이 곤란한 수심 50m 이상의 해역에도 설치가 가능하다. 현재는 착상식이 주류로 부체식은 전세계에서 노르웨이 연안에 건설된 2300kW급이 유일하다.

양상풍력발전의 장점은 바람을 지속적으로 얻을 수 있다는 점이지만 입지제한이 없다는 것이 더 큰 장점이다. 육상에서는 자연공원·국유림·보안림 등에 설치할 경우 규제가 있는 사례가 많지만 양상에서는 이러한 제한이 적다. 또한 육상풍력발전은 전력 수요지에서 떨어진 것이 많고, 송전선을 정비해야 하지만 양상풍력발전은 비교적 전력 수요지 근처에 설치할 수 있기 때문에 정비 부담이 줄어든다. 또한 소음과 저주파가 주위에 영향을 미치거나 경관을 파손하는 등 주민과 지역에서의 반발도 적다. 다만 풍차와 송전선 등의 설비 비용이 비싸고 관리 비용이 들며 어업권 침해 등 해결할 과제가 있다.

지난 2011년까지 양상풍력발전의 세계 누적도입량은 4.1GW. 육상풍력(233.6GW)의 2% 정도에 불과하다. 양상풍력발전도입량을 나라별로 보면 영국이 51%로 가장 많고 이하 덴마크(21%), 중국과 네덜란드(6%), 독일(5%), 벨기에(5%) 순이다. 일본은 1%다. 현재 유럽지역에서 도입이 활발한 편으로 계획분까지 합치면 향후 140GW에 달할 전망이다. 풍차기업 중에서는 지멘스와 베스타스 2사가 시장 점유율의 90% 가까이 차지한다.

한편 파력·조류·해류·해양온도차 발전은 양상풍력발전에 비하면 실용화하기엔 여전히 멀다. 하지만 가장 기대되는 차세대 발전기술 중 한 가지로서 전세계 기업·대학·연구기관 등에서 다양한 프로젝트가 실시되고 있다.

조류발전은 달과 태양의 인력(引力)을 받은 조류에 의한 운동에너지를 전력으로 변환하는 발전. 조류의 흐름은 약 6시간마다 규칙적으로 일어나 발전량을 예측할 수 있는 데다 기본적으로 수면 아래에서 이뤄지기 때문에 경관에 대한 영향과 소음이 작다.

파력발전은 해수 등의 파(波) 에너지를 이용해 발전하는 것. 공기터빈식·자이로식·기계식 등이 제안되고 있다.

해양온도차발전은 해수표층의 온수와 심층 냉수의 온도차를 이용해 발전한다. 표층과 심층 온도차가 높은 열대지역에서 특히 유리하다.

세계적으로 보면 유럽이 가장 적극적이다. 스코틀랜드는 2020년까지 전력수요의 100%를 재생가능에너지로 조달한다는 야심적인 목표를 내세우고 있다. 이 가운데 10% 이상을 조류발전과 파력발전 등에서 조달할 방침이다. 현재 펜틀랜드해협과 오크니제도 주변 해역에서 8건의 파력발전과 5건의 조류발전 프로젝트를 시행하거나 앞으로 시행할 계획이다. 각 프로젝트는 50~200MW 규모로 2020년까지 7만세대가 사용할 수 있는 전력을 조달하기에 충분한 1.6GW급으로 할 예정이다.

프랑스는 1966년부터 세계 최초로 조류발전소인 랜스조력발전소를 가동시키고 있다. 최대정격출력은 세계 최대급인 240MW다.

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